AT511477B1

AT511477B1 - PROCESS AND APPARATUS FOR PROCESS TEMPERATURE CONTROL IN STOF-WASTE CIRCUITS WITH THE HELP OF HEAT PUMPS

Info

Publication number: AT511477B1
Application number: ATA1428/2011A
Authority: AT
Inventors: Alexander Dipl Ing Gscheider; Friedrich Hoppl; Gernot Weilharter
Original assignee: Andritz Ag Maschf
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2012-12-15
Also published as: DE102012107852A1; CN103031765A; CN103031765B; FI20126021L; AT511477A4; FI20126021A7; DE102012107852B4

Abstract

Den Gegenstand dieser Erfindung bildet ein Verfahren zur Prozesstemperaturkontrolle in Faserstoffaufbereitungsprozessen, insbesondere in Prozessen zur Altpapieraufbereitung, wobei Faserstoffe (15) zur Bildung einer Faserstoffsuspension in einem Stoffauflöser (6) aufgelöst und einem nachfolgenden Sortiersystem (5) zugeführt werden. Erfindungsgemäß wird dem nach der Stoffauflösung zugeführten Verdünnungswasser (1) über eine Wärmepumpe (7) Wärme entzogen. Den Gegenstand dieser Erfindung bildet auch eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.The subject of this invention is a method for process temperature control in pulp processing, especially in processes for waste paper processing, wherein pulps (15) are dissolved to form a pulp suspension in a pulper (6) and fed to a subsequent sorting system (5). In accordance with the invention, heat is removed from the dilution water (1) fed to the material solution via a heat pump (7). The subject of this invention is also a device with which the method according to the invention can be carried out.

Description

österreichisches Patentamt AT 511 477 B1 2012-12-15Austrian Patent Office AT 511 477 B1 2012-12-15

Beschreibungdescription

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR PROZESSTEMPERATURKONTROLLE BEI STOFFAUFBEREITUNGSKREISLÄUFEN MIT HILFE VON WÄRMEPUMPENPROCESS AND APPARATUS FOR PROCESS TEMPERATURE CONTROL IN STOF-WASTE CIRCUITS WITH THE HELP OF HEAT PUMPS

[0001] Den Gegenstand dieser Erfindung bildet ein Verfahren zur Prozesstemperaturkontrolle in Faserstoffaufbereitungsprozessen, insbesondere in Prozessen zur Altpapieraufbereitung, wobei Faserstoffe in einem Stoffauflöser (Pulper) aufgelöst und die dabei entstandene Faserstoff Suspension einer nachfolgenden Sortierung zugeführt wird. Der Faserstoffsuspension wird dabei nach dem Stoffauflöser und vor der Sortierung Verdünnungswasser zugeführt.The subject of this invention is a process for process temperature control in pulp processing, especially in processes for waste paper processing, pulps in a pulper (pulper) dissolved and the resultant pulp suspension is fed to a subsequent sorting. The pulp suspension is fed to the pulper and prior to sorting dilution water.

[0002] Den Gegenstand dieser Erfindung bildet auch eine Vorrichtung mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.The subject of this invention is also an apparatus with which the method according to the invention is carried out.

[0003] Faserstoffe, insbesondere rezyklierte Faserstoffe, sind heute in einer Vielzahl von Anwendungen in der Papierindustrie nicht mehr wegzudenken. Je nach Anwendung bzw. Produkt können die Stoffaufbereitungsprozesse sehr aufwendig gestaltet sein, nicht zuletzt auch durch die Verschlechterung der angebotenen Altpapierqualitäten. Speziell klebende Verunreinigungen („Stickies") sind seit vielen Jahren in steigender Anzahl zu finden. Die höheren Kreislauftemperaturen bedingt durch Einbringung von immer mehr Energie (Vielzahl von Pumpen und Maschinen) und Wärme (Dampf bei Dispergier- und Bleichprozessen), wirken sich negativ auf die Abscheidung dieser klebrigen Verunreinigungen aus.Fibers, especially recycled fiber materials, are now indispensable in a variety of applications in the paper industry. Depending on the application or product, the stock preparation processes can be very complex, not least due to the deterioration of the offered recycled paper grades. Specially stickies ("stickies") have been found in increasing numbers for many years. The higher cycle temperatures due to the introduction of more and more energy (variety of pumps and machines) and heat (steam in dispersing and bleaching processes) have a negative effect on the deposition of these sticky contaminants.

[0004] Bei höheren Prozesstemperaturen, beispielsweise im Bereich über 55 °C, werden die klebrigen Verunreinigungen immer weicher und daher bei geringer Belastung bereits plastisch verformbar, sodass sie in der Sortierung leichter durch die Schlitze der Sortierer gelangen können, daher nimmt die Stickieabscheidung mit steigender Temperatur zusehends ab.At higher process temperatures, for example in the range above 55 ° C, the sticky contaminants are getting softer and therefore already plastically deformable at low load, so they can easily get through the slots of the sorter in the sorting, therefore, the stickies deposition decreases with increasing Temperature is rapidly decreasing.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prozesstemperaturkontrolle in Faserstoffaufbereitungsprozessen bereitzustellen, bei dem die Prozesstemperatur im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen erniedrigt wird, sodass klebrige Verunreinigungen (Stickies) effizient abgeschieden werden können.The invention is therefore based on the object to provide a method for process temperature control in pulp processing processes, in which the process temperature is lowered compared to conventional systems, so that sticky contaminants (stickies) can be efficiently deposited.

[0006] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, bei dem dem Verdünnungswasser vor der Zugabe zur Faserstoffsuspension über eine Wärmepumpe Wärme entzogen wird.This object is achieved by a method in which the dilution water is withdrawn before addition to the pulp suspension via a heat pump heat.

[0007] Durch die Absenkung der Prozesstemperatur im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen, bei denen das Verdünnungswasser ungekühlt zudosiert wird, kommt es zu einer verbesserten Stickyabscheidung. Die niederen Kreislauftemperaturen bewirken eine geringere Plastifizierung der Stickies und damit lassen sich die Stickies besser abscheiden. Außerdem kommt es durch die geringeren Kreislauftemperaturen auch zu einer geringeren Ausfällung von Salzen und zu weniger Systemablagerungen, da die klebrigen Verunreinigungen bei tieferen Temperaturen eine geringere Klebeneigung aufweisen. Der Chemikalienverbrauch kann auch verringert werden. Ein derartiges Verfahren kann relativ leicht in bestehenden Anlagen nachgerüstet werden.By lowering the process temperature compared to conventional systems in which the dilution water is added uncooled, there is an improved Stickyabscheidung. The low cycle temperatures cause less plasticization of the stickies and thus the stickies can be better deposited. In addition, the lower cycle temperatures also result in less precipitation of salts and less system deposits, since the sticky contaminants have less tendency to adhere at lower temperatures. The consumption of chemicals can also be reduced. Such a method can be retrofitted relatively easily in existing systems.

[0008] Es ist günstig, wenn die Temperatur des zugeführten Verdünnungswassers geringer als die Temperatur der Faserstoffsuspension ist, sodass der Faserstoffstrom durch die Verdünnungswasserzugabe abgekühlt wird.It is advantageous if the temperature of the supplied dilution water is lower than the temperature of the pulp suspension, so that the pulp stream is cooled by the dilution water addition.

[0009] Es ist vorteilhaft, wenn die von der Wärmepumpe entzogene Wärme in anderen Prozessstufen wiederverwendet wird.It is advantageous if the heat extracted by the heat pump is reused in other process stages.

[0010] Beispielsweise kann diese Wärme für die Aufheizung von Filtrat oder Wasser für die Chemikalienaufbereitung oder für die Aufheizung von Warmwasser für eine Papiermaschine verwendet werden.For example, this heat can be used for the heating of filtrate or water for the treatment of chemicals or for the heating of hot water for a paper machine.

[0011] Es ist auch denkbar, dass die durch die Wärmepumpe entzogene Wärme für die Aufheizung von Verdünnungswasser für einen reduktiven Bleichprozess verwendet wird.It is also conceivable that the heat extracted by the heat pump for the heating of dilution water is used for a reductive bleaching process.

[0012] Besonders günstig ist es, wenn die durch die Wärmepumpe entzogene Wärme in einem 1 /4 österreichisches Patentamt AT511 477 B1 2012-12-15It is particularly favorable when the heat extracted by the heat pump in an Austrian Patent Office AT511 477 B1 2012-12-15

Rejekt- oder Schlammaufbereitungsprozess für die Trocknung von Rejekt oder Schlamm verwendet wird. Dies führt zu einer erheblichen Energieeinsparung und zusaetzlich zu einer Heizwertsteigerung der Rejekte bzw. Schlämme, was wiederum die thermische Entsorgung weitaus effizienter macht. Im Trockner kann dabei die gesamte gewonnene Wärme aus dem Stoffaufbereitungsprozess verwertet werden.Reject or sludge treatment process is used for the drying of reject or sludge. This leads to a considerable energy saving and in addition to an increase in the heating value of the rejects or sludges, which in turn makes the thermal disposal much more efficient. In the dryer, all the heat recovered from the stock preparation process can be utilized.

[0013] Den Gegenstand der Erfindung bildet auch eine Vorrichtung zur Prozesstemperaturkontrolle in Faserstoffaufbereitungsprozessen mit einem Stoffauflöser für Faserstoffe, insbesondere Altpapier, einer Verdünnungswasserzufuhr nach dem Stoffauflöser und einem Sortiersystem. Dem Verdünnungswasser wird dabei vor der Verdünnungswasserzufuhr Wärme über eine Wärmepumpe entzogen.The subject of the invention also provides an apparatus for process temperature control in pulp preparation processes with a pulper for pulps, especially waste paper, a dilution water supply to the pulper and a sorting system. The dilution water is withdrawn before the dilution water supply heat through a heat pump.

[0014] Die durch die Wärmepumpe entzogne Wärme wird dann vorzugsweise für weitere Prozesse verwendet, beispielsweise kann sie einem Trockner, insbesondere einem Rejekt- oder Schlammtrockner, zugeführt werden.The heat extracted by the heat pump is then preferably used for further processes, for example, it can be fed to a dryer, in particular a reject or sludge dryer.

[0015] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben.In the following the invention will be described with reference to a drawing.

[0016] In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Verfahrensschema für ein Ausführungsbeispiel dargestellt.FIG. 1 shows a process scheme according to the invention for an exemplary embodiment.

[0017] Dabei wird Faserstoff 15, zum Beispiel Altpapier, einem Stoffauflöser 6 zugeführt und der Faserstoff 15 darin aufgelöst. Der aufgelöste Faserstoffstrom 13 wird dann mit Hilfe einer Pumpe 12 einem Sortiersystem 5 zur Abscheidung von Verunreinigungen, mit speziellem Augenmerk auf klebrige Verunreinigungen, zugeführt. Sortiersysteme bestehen meist aus mehreren, zumindest aber aus einer Stufe sogenannter Drucksortierer, die mit Rotoren und Siebkörben ausgestattet sind. Ziel ist es, eine möglichst große Trennschärfe zwischen Verunreinigungen, im speziellen Stickies, und dem Faserstoff zu erzielen. Dabei sollen möglichst viele Fasern den Siebkorb als sogenannter Gutstoff passieren. Der gereinigte Gutstoffstrom 14 des Sortiersystems 5 kann dann weiteren Prozessschritten zugeführt werden.In this case, pulp 15, for example waste paper, fed to a pulper 6 and the pulp 15 dissolved therein. The dissolved pulp stream 13 is then fed by means of a pump 12 to a sorting system 5 for the removal of impurities, with particular attention to sticky impurities. Sorting systems usually consist of several, but at least one stage so-called pressure sorters, which are equipped with rotors and screen baskets. The aim is to achieve the greatest possible selectivity between impurities, in particular stickies, and the pulp. As many fibers as possible pass through the screen basket as so-called accept. The cleaned accepts stream 14 of the sorting system 5 can then be supplied to further process steps.

[0018] Der Faserstoffsuspension wird vor der Sortierung durch eine Verdünnungswasserzufuhr 4 gekühltes Verdünnungswasser T (Filtrat) zugegeben. Dem warmen Verdünnungswasser 1 wird hierbei durch eine Wärmepumpe 7 Wärme entzogen.The pulp suspension is added prior to sorting through a dilution water feed 4 cooled dilution water T (filtrate). The warm dilution water 1 7 heat is removed by a heat pump.

[0019] Die Wärmepumpe 7 besteht aus einem Verdampfer 11, der Wärme aus dem warmen Verdünnungswasser 1 aufnimmt, und einem Kondensator 10, der Wärme abgibt. Zusätzlich weist die Wärmepumpe 7 einen Verdichter 9 (Kompressor) und ein Entspannungsorgan 8 (Drossel) auf.The heat pump 7 consists of an evaporator 11, which receives heat from the warm dilution water 1, and a capacitor 10, which gives off heat. In addition, the heat pump 7 has a compressor 9 (compressor) and a relaxation member 8 (throttle).

[0020] Mit der vom warmen Verdünnungswasser 1 abgeführten Wärme wird durch den Kondensator 10 Kaltwasser bzw. Filtrat 3 erwärmt. Das daraus erhaltene Warmwasser 3' kann dann für weitere Prozesse verwendet werden, beispielesweise kann Filtrat bzw. Wasser für die Chemikalienaufbereitung erwärmt werden. Es kann aber auch Papiermaschinen-Warmwasser oder Verdünnungswasser für den reduktiven Bleichprozess erhitzt werden.With the heat dissipated by the warm dilution water 1, cold water or filtrate 3 is heated by the condenser 10. The hot water 3 'obtained therefrom can then be used for further processes, for example, filtrate or water can be heated for the treatment of the chemicals. It is also possible to heat paper machine hot water or dilution water for the reductive bleaching process.

[0021] Eine besonders vorteilhafte Anwendung ergibt sich, wenn in Kombination des Stoffaufbereitungsprozesses mit dem Rejekt- / Schlammaufbereitungsprozess durch die von der Wärmepumpe bereitgestellten Wärme eine Trocknung des Schlammes / Rejekts erfolgt (Heizwerterhöhung). Im Trockner kann die gesamte gewonnene Wärme aus dem Stoffaufbereitungsprozess verwertet werden und so zu einer Energieeinsparung führen.A particularly advantageous application is obtained when in combination of the stock preparation process with the reject / sludge treatment process by the heat provided by the heat pump drying of the sludge / reject occurs (heating value increase). In the dryer, all of the heat produced can be recycled from the stock preparation process and thus lead to energy savings.

[0022] Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform stellt lediglich eine bevorzugte Ausführung der Erfindung dar. Die Erfindung umfasst auch andere Ausführungsformen, bei denen beispielsweise die Wärme vom Kondensator 10 nicht auf ein flüssiges Medium, wie Wasser, übertragen wird, sondern auf ein gasförmiges Medium, wie Luft, insbesondere Trocknungsluft. 2/4The embodiment shown in the drawing represents only a preferred embodiment of the invention. The invention also includes other embodiments in which, for example, the heat from the condenser 10 is not transferred to a liquid medium, such as water, but to a gaseous medium , such as air, especially drying air. 2.4

Claims

Austrian Patent Office AT511 477B1 2012-12-15 Claims 1. Process for controlling process temperature in pulp preparation processes, in particular in processes for waste paper preparation, wherein pulps (15) are dissolved in a pulper (6) to form a pulp suspension and fed to a subsequent sorting system (5), wherein the pulp suspension after the material dissolver (6) and before the sorting system (5) dilution water (1 ') is supplied, characterized in that the dilution water (1) prior to addition to the pulp suspension via a heat pump (7) heat is removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the supplied dilution water (1 ') is lower than the temperature of the pulp suspension formed so that the pulp stream (13) is cooled by the dilution water addition total.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the heat pump (7) withdrawn heat is reused in other process stages.

4. The method according to claim 3, characterized in that the by the heat pump (7) extracted heat for the heating of filtrate or water (3) is used for the treatment of chemicals.

5. The method according to claim 3, characterized in that the by the heat pump (7) extracted heat for the heating of hot water (3) is used for a paper machine.

6. The method according to claim 3, characterized in that the by the heat pump (7) extracted heat for the heating of dilution water (3) is used for a reductive bleaching process.

A method according to claim 3, characterized in that the heat extracted by the heat pump (7) is used in a reject or sludge treatment process for the drying of reject or sludge.

8. A device for process temperature control in pulp preparation processes with a pulper (6) for fibrous material (15), a dilution water supply (4) after the pulper (6) and a sorting system (5), characterized in that the dilution water (1) before the dilution water feed ( 4) Heat via a heat pump (7) is withdrawn.

9. The device according to claim 8, characterized in that the by the heat pump (7) Entzogne heat further processes for pulp preparation can be fed.

10. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the by the heat pump (7) extracted heat to a dryer, in particular a reject or sludge dryer, can be fed. 1 sheet of drawings 3/4